Curso de
Gestão Fazendária
TECNOLOGIA E SISTEMAS DE
INFORMAÇÃO
Prof. Eduardo Arruda
Unidade 2
Hardware
Dispositivos de
Processamento de
Informação
Objetivo
 Fornecer
uma
visão geral sobre
tecnologia aplicada à construção de
hardware, ou seja, computadores e
outros dispositivos de processamento
Conceito
Hardware
éo
conjunto
de componentes físicos
que compõe um dispositivo de
processamento
Conceito
Um
dispositivo de
processamento é
um equipamento capaz de realizar
processamento de dados
Processamento de
dados
Programa de
Computador
(Software)
Dispositivo de
Processamento
(Hardware)
Dados de
Entrada
Dados de
Saída
Exemplos
 Computadores
de
mesa, portáteis, servidores de rede,
mainframes, super-computadores, etc.
 Handhelds, palmtops, tabletPCs,
coletores de dados, etc.
Exemplos
 Telefones
celulares
 Impressoras,
tocadores de MP3, câmeras digitais,
calculadoras, agendas, etc.
Componentes de
dispositivos de
processamento
 Atualmente
os
principais
componentes ativos dos
dispositivos de processamento são
implementados como circuitos
integrados ou chips
Circuitos
Integrados
 Um
circuito integrado
ou chip é construído
a partir de um material semicondutor,
normalmente o silício, um derivado da
areia, sobre o qual são construídos
transistores
Transistor
Transistores
são os
componentes mais
básicos de um circuito integrado ou chip
http://www.lsi.usp.br/~chip/como_funcionam.html
Funcionamento de
um transistor
 Um
transistor é um
dispositivo binário
A lei de Moore
Fonte: www.intel.com
Processamento de
dados binários
 A combinação
de
diversos transistores
permite a criação de estruturas mais
complexas
 Armazenamento
de dados binários
 Processamento de dados binários
Circuito integrado
e encapsulamento
Circuitos integrados
de arquitetura
binária
 Os
chips baseiam-se
em arquitetura binária
 Binário: dois estados
0
 Nos
0
e 1 ~ Sim e Não ~ Verdadeiro e Falso
dispositivos eletrônicos
Volts e 5 Volts ~ 0 Volts e 3.3 Volts
Informação binária
 A menor
quantidade
de informação
possível é denominada bit (b)
 Um bit representa um dos dois estados
binários possíveis
0
e 1 ~ Sim e Não ~ Verdadeiro e Falso
 0 Volts e 3.3 Volts
Seqüências de
bits
É
possível contar
apenas com dois
dedos: dedo 0 e dedo 1
00 = 0000 0000
04 = 0000 0100
01 = 0000 0001
05 = 0000 0101
02 = 0000 0010
06 = 0000 0110
03 = 0000 0011
...
Bits e Bytes
 Um
conjunto de 8 bits
é conhecido com 1
Byte (B)
 Com 1 B é possível representar um
caracter, pois cada caracter está
associado a um número
Representação de
caracteres
 Exemplos
 Caracter
0 = 48 = 00110000
 Caracter A = 64 = 01000000
 Caracter B = 65 = 01000001
 ...
Medidas de
quantidade de
informação
1
Byte (B) = 8 bits (b)
1
KiloByte (KB) = 1.024 B
1
MegaByte (MB) = 1.024 KB =
1.048.576 B
1
GigaByte (GB) = 1.024 MB =
1.048.576 KB = 1.073.741.824 B
Arquitetura de um
dispositivo de
processamento
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Saída
Dispositivos de
Entrada
Memória
Secundária
Memória
Ternária
Processador
 Responsável
pela efetiva
transformação dos dados
de entrada em dados de saída
 É o componente principal da arquitetura de
um dispositivo de armazenamento
 Atualmente os processadores são construídos
como circuitos integrados (chips) e são
conhecidos como microprocessadores
Microprocessadores
 Microprocessadores
são utilizados em
variados tipos de dispositivos de
processamento, desde computadores
até telefones celulares
Microprocessadores
 Existem
duas
tecnologias básicas de
construção de microprocessadores
 CISC,
mais largamente utilizada em
computadores de uso pessoal (de mesa e
portáteis)
 RISC, utilizada em computadores
servidores e em microprocessadores
embarcados
Desempenho de
Microprocessadores
 A indústria
estimula a
comparação entre os
diferentes modelos de
microprocessadores pela freqüência de
funcionamento, medida em MHz ou GHz
 A freqüência somente pode ser utilizada
como fator de comparação entre
processadores de mesma família
Microprocessadores
de computadores de
mesa
 Intel



Pentium® 4 – 2.8 GHz
Pentium® III – 1.0 GHz
Celeron® – 2.0 GHz
 AMD



AMD Athlon™ XP – 2800+ e 2700+
AMD Athlon™ – 1.4 GHz
AMD Duron™ – 1.3 GHz
 Motorola/IBM

PowerPC G4 – 1.25 GHz
Microprocessadores
de computadores
portáteis
 Intel

Mobile Intel® Pentium® 4
– 2.2 GHz
 Mobile Intel® Pentium® III – 1.33 GHz
 Mobile Intel® Celeron® – 1.8 GHz
 AMD



Mobile AMD Athlon™ XP – 2000+ e 1900+
Mobile AMD Athlon™ 4 – 1600+
Mobile AMD Duron™ – 1.3 GHz
 Motorola/IBM

PowerPC G3 – 700 MHz
Microprocessadores
de computadores
servidores
 Intel
Intel® Itanium® 2 – 1.0
GHz
 Intel® Itanium® – 800 MHz
 Intel® Xeon™ 512KB L2 cache – 2.8 GHz
 Intel® Xeon™ MP – 1.6 GHz
 Intel® Pentium® III Xeon™ – 900 MHz
 Intel® Pentium® III – 1.4 GHz

 AMD

AMD Athlon™ MP for Servers – 2200+
Microprocessadores
de computadores
servidores
 IBM


64-bit Power4 – 1.3 GHz
64-bit RS64 IV – 600 MHz
 SUN


UltraSPARC® III Cu – 900 MHz
UltraSPARC® II – 466 MHz
 HP

PA-RISC PA-8700+ – 875 MHz
Medida de
desempenho
O
desempenho de
um dispositivo pode
ser medido pela velocidade com que ele
executa as instruções de programa
 MIPS
(milhões de instruções por segundo)
 FLOPS (operações de ponto flutuante por
segundo), MFLOPS, GFLOPS
Evolução dos
microprocessadores
1971: 4004
1989: 80486
Fonte: www.intel.com
2000: Pentium 4
Memória primária
 Armazena
os
programas
em execução no dispositivo, bem como
os dados que estão sendo processados
 Nenhum tipo de processamento é
executado sem que os dados e os
programas residam na memória primária
Medida de
memória primária
 A memória
primária é
medida pela
capacidade
de armazenamento de informação
 Atualmente a memória primária padrão
dos computadores de mesa é de
128 MB, 256 MB ou 512 MB
Memória RAM
 A memória
primária é
tipicamente uma
memória DRAM – Dynamic Random
Access Memory –, ou seja, uma
memória de acesso aleatório – acesso
rápido
 Esta rapidez também significa
volatilidade
Desempenho das
memórias RAM
 SDRAM
100 MHz =
100 MHz X 64 bit= 800 MB/s
 SDRAM 133 MHz = 133 MHz X 64 bit= 1064 MB/s
 RDRAM 800 MHz = 800 MHz X 16 bit= 1600 MB/s
 DDRAM 100 MHz = 2 X 100 MHz X 64 bit= 1600
MB/s
 DDRAM 133 MHz = 2 X 133 MHz X 64 bit= 2128
MB/s
Construção de
memórias RAM
 As
memórias RAM
são construídas como
placas de circuitos integrados
Memória cache
– Static
Random Access
Memory
 Utilizada para implementação de
memória cache, mais rápida que a
memória RAM normal, mas menor e
mais cara
 SRAM
Memória cache
 A memória
cache
existe para acelerar
o acesso à memória primária
 2 ou mais níveis de cache fazem com
que os dados mais acessados estejam
disponíveis em memória de acesso mais
rápido
Hierarquia de
memória primária
CACHE
8 KB
L1
CACHE
L2
MEMÓRIA
RAM
512 KB
131.072 KB
a 524.288 KB
Hierarquia de
memória primária
 Cache
L1: interna ao
microprocessador
 Cache L2: montada na mesma placa de
circuito impresso do microprocessador
 Memória RAM: externa ao
microprocessador
Memória
secundária
É
a memória utilizada
para armazenamento
permanente de dados
 Normalmente assume a forma de discos
magnéticos
 Atualmente existem dispositivos mais
compactos
Memória
secundária
Memória primária X
memória secundária
 Memória
primária:
 Menor,
mais rápida e
mais cara
 Memória
 Maior,
secundária:
mais lenta e mais barata
Memória primária X
memória secundária
 Padrão
atual de
memória primária em
um computador de mesa:
 128
MB a 512 MB
 Padrão
atual de memória secundária
(disco rígido):
 20
±
GB a 80 GB = 20.480 MB a 81.192 MB
160 vezes maior
Memória primária X
memória secundária
 Custo
atual da
memória primária:
±
R$ 1,6000 por 1 MB
 Custo
atual da memória secundária
(disco rígido):
±
±
R$ 0,0067 por 1 MB
240 vezes mais barata
Organização de
memória secundária
 A memória
secundária,
ou seja, os discos
magnéticos e outras mídias, são
organizados em drives ou unidades
lógicas (C:, D:, etc.)
 Nestes drives são salvos os arquivos
dos usuários
Dispositivos de
Entrada
 Exemplos:
 Teclado
 Mouse
 Scanner
 Touch-screen
 Caneta
 Microfone
Dispositivos de
Saída
 Exemplos
 Monitor
de vídeo
 Impressora
 Caixas de som
 Plotter
Memória ternária
 A memória
ternária é
utilizada normalmente
para execução de cópias de segurança
 A memória secundária é mais sujeita a
problemas, que causam a perda de
informações
Memória secundária
X memória ternária
 Memória
secundária:
 Menor,
mais rápida,
mais cara e menos segura
 Memória
 Maior,
secundária:
mais lenta e mais barata e mais
segura
Memória secundária
X memória ternária
 Memória
±
R$ 0,0067 por 1 MB
 Memória
±
±
secundária:
secundária:
R$ 0,0027 por 1 MB
2,5 vezes mais barata
Memória ternária
 Exemplos:
 Fitas



magnéticas
DDS
DLT
LTO
 Discos
ópticos
 Discos magneto-ópticos
Memória ternária
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Saída
Dispositivos de
Entrada
O programa de
computador é lido
para a memória
primária
Memória
Secundária
Memória
Ternária
O usuário
interage
com o
programa
fazendo
entrada de
dados
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Saída
Dispositivos de
Entrada
Memória
Secundária
Memória
Ternária
Memória
Primária
Processador
Os dados
entrados pelo
usuários são
armazenados na
memória
primária,
juntamente com
o programa
Dispositivos de
Saída
Dispositivos de
Entrada
Memória
Secundária
Memória
Ternária
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Entrada
Memória
Secundária
O processador
transforma os dados
de entrada,
provenientes dos
dispositivos de
Dispositivos
de
entrada
e da memória
Saída
secundária, em dados
de saída
Memória
Ternária
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Saída
Dispositivos de
Entrada
Memória
Secundária
Os dados de saída
são exibidos para o
usuário através dos
Memória
dispositivos
de saída
Ternária
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Eventualmente
Saída os
Dispositivos de
Entrada
dados de saída são
salvos na memória
secundária
Memória
Secundária
Memória
Ternária
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Entrada
Memória
Secundária
Eventualmente
também são lidos para
Dispositivos de
a memória
primária
Saída
dados armazenados
na memória
secundária
Memória
Ternária
Memória
Primária
Processador
Dispositivos de
Entrada
Memória
Secundária
Por segurança, os
programas e dados
armazenados em
memória secundária
sãoDispositivos
copiados de
para a
Saída
memória ternária
Memória
Ternária
Computadores de
Mesa
1516
171819
Placa-mãe
1
2
3
14
13
12
4
5
11
10
9
8 7
6
Fonte: www.asus.com
Placa-mãe
1. Conector de alimentação 1
2. Socket para o microprocessador
3. Chip controlador de vídeo
4. Sockets para memória primária
5. Conector de Alimentação 2
Placa-mãe
6. Conector de Alimentação 3
7. Conector para unidade de disquetes
8. Conectores para unidades de disco
rígido
9. Chip Controlador de dispositivos de
entrada e saída 1
10. Chip controlador de voz
Placa-mãe
11. Memória ROM (Flash ROM)
12. Led indicador de stand-by
13. Chip de monitoramento de hardware
14. Chip controlador de dispositivos de entrada
e saída 2
15. Slots para placas de expansão padrão PCI
Placa-mãe
16. Chip controlador de áudio
17. Chip controlador de acesso à rede
18. Led indicador de alerta
19. Slot para conexão de placa de vídeo
Estações de
trabalho de rede
Computadores
portáteis
Computadores
estações de trabalho
Computadores
servidores (Intel)
Computadores
servidores (RISC)
Computadores
servidores (RISC)
Mainframes
Computadores de
mão
PDA – Personal Digital
Assistants –,
Telefones
celulares
Suporte a
Java,
tecnologia
GSM (Oi e
TIM),
câmera
digital, rede
sem fio
Telefones celulares
+ computador de
mão
Celular, fax, SMS, e-mail,
WWW, WAP, Java, PDA
Tablet PCs
Utilizam arquitetura e
microprocessadores de
computadores de mesa,
com tela sensível ao toque
e interface por caneta
Dispositivos de
armazenamento
(secundário)
Até 69 TB
(bruto)
Até 34 TB
(líquido)
Dispositivos de
armazenamento
(secundário)
Dispositivos de
armazenamento
(secundário)
Até 27.9 TB (bruto)
Até 22.4 TB (líquido)
Dispositivos de
armazenamento
(ternário)
Até 6 drives e
72 cartuchos
Até 14.4 TB
Até 72 drives e
2481 cartuchos
Até 496.2 TB
Modelo de
empresa atual
SD
Dispositivos de
computação
móvel
SD
SD
PowerPC
SD
Internet
SD
SD
PowerPC
SD
SD
SD
Intranet
SD
SD
PowerPC
UltraScan Terminal
UltraScan
SD
Computadores
de mesa
Servidor
Servidores RISC Servidores Servidor
em Cluster
Intel
Intel
SD
PowerEdge
6350
SD
PowerEdge
6350
SD
PowerEdge
4350
SD
PowerEdge
6350
SD
SilkWorm 2800
0
2
1
SD
4
3
6
5
8
7
SD
10
9
12
11
14
13
15
SD
Storage Backup
Sites de referência
 Fabricantes
de
computadores
 http://www.acer.com
 http://www.dell.com
 http://www.hp.com
 http://www.ibm.com
Sites de referência
 Fabricantes
de
microprocessadores
 http://www.amd.com
 http://www.ibm.com
 http://www.intel.com
 http://www.motorola.com
Sites de referência
 Fabricantes
de
memórias
 http://www.kingston.com
 Fabricantes
de discos
 http://www.maxtor.com
 http://www.quantum.com
 http://www.seagate.com
Sites de referência
 Fabricantes
de
unidades de
armazenamento
 http://www.emc.com
 http://www.hds.com
 http://www.ibm.com
Sites de referência
 Fabricantes
de
dispositivos de
computação móvel
 http://www.handspring.com
 http://www.nokia.com
 http://www.palm.com
 http://www.siemens.com
Sites de referência
 Links
Gerais
 http://www.cellular.co.za
 http://www.pr.gov.br/celepar/celepar/bateby
te/